Question

如图所示，动滑轮的重力为30N，物体的重力为270N，若不计绳重和摩擦力，在拉力F作用下，物体以0.2m/s的速度匀速上升，则拉力大小为

 

N，在2s内拉力做的功为

 

J，滑轮组的机械效率为

 

．如果其他条件不变，只改变串绕绳子的方式，则该滑轮组的机械效率将

 

．（选填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析：根据如图所示，绕在动滑轮上的绳子有3股，则F=

1

3

G_总，即可求出拉力大小；
根据物体的速度可求出物体在2s内上升的高度h，然后可求出绳子自由端移动的距离s=3h，然后利用W=Fs即可求出在2s内拉力做的功；
W_有用=Gh，W_总=Fs，再利用η=

W有用

W总

×100%即可求出滑轮组的机械效率．
因为机械效率等于有用功跟总功的比值，即η=

W有用

W总

×100%，只有当额外功增大或减小时才能体现这个比值的变化，所以只改变缠绕绳子的方式，η不变．

解答：解：G_总=G_滑轮+G_重物=30N+270N=300N，
因为绕在动滑轮上的绳子有3股，所以F=

1

3

G_总=

1

3

×300N=100N，
h=vt=0.2m/s×02s=0.4m，s=3h=3×0.4m=1.2m，
W_总=Fs=100N×1.2m=120J，
η=

W有用

W总

×100%=

W有用

W总

×100%=

Gh

120J

=

270N×0.4m

120J

×100%=90%．
因为总功等于有用功加额外功，机械效率等于有用功跟总功的比值，所以额外功增大或减小时才能体现这个比值的变化，
因此改变串绕绳子的方式，η不变．
故答案为：100；120；90%；不变．

点评：此题考查滑轮组绳子拉力的计算，功的计算，滑轮组的机械效率等多个知识点，综合性强，难易程度适中，是一道典型的题目．